Vätska-i-glas-termometrar är baserade på principen om termisk expansion av ämnen. En vätska i ett glasrör (kallad kapillär) expanderar vid uppvärmning och dras samman vid kylning.
En kalibrerad skala kan sedan användas för att avläsa respektive temperatur som ledde till motsvarande värmeutvidgning.
Sådana termometrar kallas också kapillärtermometrar. I termometrar med vätska-i-glas används den termiska expansionen av vätskor för att mäta temperaturen!
Termometriska vätskor
Vätskorna som används i sådana termometrar måste ha vissa egenskaper för att vara lämpliga för användning. De får till exempel inte frysa vid låga temperaturer, varför till exempel vatten inte är lämpligt. Vätskorna bör också ha en tillräckligt hög kokpunkt så att de inte förångas vid höga temperaturer.
Vidare måste vätskan expandera jämnt med temperaturen i det använda mätområdet. Annars skulle en ojämn uppdelning av skalan på termometern ske. Också av denna anledning är vatten inte lämpligt, eftersom vatten expanderar ojämnt på grund av densitetsavvikelsen.
Tidigare användes mycket giftigt kvicksilver, som har en fryspunkt på på -39 ° C och en koktemperatur på 357 ° C. Numera används vanligtvis blå eller röd etanol (alkohol) med en smältpunkt på -115 ° C och en kokpunkt på 78 ° C istället för kvicksilver. I detta temperaturintervall kan vardagliga temperaturer i intervallet mellan -20 ° C och +50 ° C fungera väl.
Mätkänslighet
Mätkänsligheten hos termometrar med vätska i glas ökar med mängden vätska i termometern. Ju mer vätska det är desto mer vätska expanderar och stiger i glasröret. Av denna anledning har flytande termometrar en behållare för att öka mängden vätska i termometern. För mycket vätska skulle emellertid få termometern att reagera mycket långsamt på temperaturförändringar, eftersom uppvärmningen av vätskan tar längre tid och vätskan tar längre tid att anpassa sig till de yttre temperaturer som ska visas.
Termometrar är en vanlig utrustning som finns i nästan alla hem. Vissa av oss har till och med flera termometrar, var och en med sitt eget unika syfte. Det finns medicinska termometrar, vädertermometrar, matlagningstermometrar, industriella termometrar och mer. Nästan alla vet vad en termometer gör – den mäter temperaturen enligt en förutbestämd numerisk skala – men vet du hur en termometer fungerar?
Den mest grundläggande formen av termometer är en glödlampa-termometer som uppfanns av den tyska fysikern Daniel Gabriel Fahrenheit 1709.
Denna typ av termometer är ett långt glasrör fyllt med vätska som stiger och faller när temperaturen ändras. Fahrenheits första termometer innehöll alkohol, som har en lägre fryspunkt än vatten. Fem år senare ersatte han kvicksilver, eftersom kvicksilver expanderar med en konstant hastighet vid ett bredare temperaturområde än alkohol, och dess frys- och kokpunkter är mer extrema än alkohol.
Kvicksilver har fortsatt att vara den vanligaste vätskan i glödlamptermometrar i mer än 400 år, även om regeringar runt om i världen har börjat rekommendera kvicksilverfria alternativ, eftersom kvicksilver utgör allvarliga miljö- och hälsorisker. Glödlampatermometrar fungerar eftersom vätskor, såsom vatten, alkohol eller kvicksilver, expanderar något när temperaturen stiger.
Om vätskan fångas i ett smalt rör har den ingenstans att gå än uppåt. Eftersom denna expansion sker i en förutsägbar takt kunde Fahrenheit skapa en skala för att bestämma hur lufttemperaturen skulle vara när vätskan nådde någon given punkt på röret. Detta gjorde det möjligt för forskare för första gången att prata om temperaturen i exakta termer. Andra forskare – framför allt Anders Celsius och William Thompson, även känd som Lord Kelvin – uppfann sina egna skalor för att prata om temperatur, men Fahrenheits var den första. Innan Fahrenheit hade Galileo Galilei uppfunnit en mer primitiv, om mer intressant att titta på, glastermometer.
Galileos termometer var ett glasrör fyllt med vatten och en serie viktade glödlampor som stiger till toppen av röret när temperaturen sjunker. Varje glödlampa representerar ett specifikt temperaturintervall baserat på dess vikt och hur tätt vattnet måste vara för att hålla upp det. Kallare luft får vattnet att dra ihop sig, så att fler glödlampor flyter nära toppen av röret.
Eftersom Galileos termometer använde vatten kunde den inte visa temperaturer under frysning, och glödlamporna var ett mindre exakt mått än Fahrenheits enkla fodrade skala. Idag har vi många andra typer av termometrar, inklusive digitala termometrar och fjädertermometrar. Fjädertermometrar använder en värmekänslig bit lindad metall som expanderar när temperaturen stiger och dras ihop när den svalnar, vilket gör att en pekare fäst vid fjädern rör sig. Digitala termometrar innehåller värmekänsliga flytande kristaller som skickar signaler till den digitala temperaturdisplayen.
Den andra typen av vanligatermometer är en “fjäder”termometer. En lindad metallbitsom är känslig för värme används.
När luften värms upp, expanderar metallen och pekaren rör sig högre. När luften svalnar, dras metallen samman och pekaren rör sig lägre. Vanligtvis är dessa typer av termometrar mindre exakta än lampor eller digitala termometrar.
Bästa termometrar
Neoteck Termometer hygrometer LCD digital inomhus och utomhus hygrometer
TFA Dostmann trådlös termometer
Thermopro TP50 Digital Termohygrometer
